Helmholtz-Gemeinschaft

Ergebnisse & Diskussion
Abb. 79: Hydrophobe Aminosäuren an den aktiven Zentren der BAL (links, PDB: 2AG0) und der BFD
(rechts, PDB: 2w3v). Die Monomere eines Dimers sind in hellgrau und grau dargestellt. Der Kofaktor ThDP ist
rot abgebildet. Die hydrophoben Aminosäuren sind blau markiert: mit Tryptophan (sehr hydrophobe Seitenkette)
in dunkelblau, Alanin (schwach hydrophobe Seitenkette) in blassblau und Phenylalanin, Methionin, Prolin sowie
Leucin (hydrophobe Seitenketten) in hellblau. Das His281, welches in der BFDH281A mit Alanin ausgetauscht
wurde ist zusätzlich grün markiert. Methionin 421 (BAL) wird in der Oberflächendarstellung nicht angezeigt und
ist deshalb durch seine Strukturformel dargestellt. Die Abbildungen wurden mit dem Programm PyMOL erstellt.
Eine ähnlich schnelle Inaktivierung durch Benzaldehyd ist mit der ThDP-abhängigen
Pyruvatdecarboxylase (PDC) aus Candida utilis gefunden worden. In Gegenwart hoher
Benzaldehydkonzentrationen (345-400 mM) in einem wässrig-organischem Zweiphasensystem
war die PDC innerhalb von 30 Minuten vollständig inaktiv. Während durch Glycerol
in der wässrigen Phase als stabilisierende Komponente keine Stabilisierung erreicht werden
konnte, führte eine Zugabe des nativen Substrats Pyruvat zu einer geringeren Sensitivität der
PDC. Nach 1 Stunde unter Prozessbedingungen war sie noch zu 100% aktiv (Rosche et al.,
2005b). Eine Vielzahl von PDCs zeigt eine Pyruvat-abhängige Aktivierung, wobei durch die
Bindung von Pyruvat an den Enzymen ausgedehnte strukturelle Änderungen hervorgerufen
werden. Diese führen von einer offenen Struktur zu einer kompakten, geschlossenen
Konformation, in der z.B. die aktiven Zentren von dem umgebenen Medium abgeschirmt
werden (Hübner et al., 1990, Lu et al., 2000). Womöglich könnte eine Stabilisierung der PDC
gegenüber Benzaldehyd durch die kompakte Konformation und damit geringere
Zugänglichkeit für die Aldehyde hervorgerufen werden. Ein solcher Ansatz ist für die BAL
natürlich ausgeschlossen. Die Beobachtungen verdeutlichen aber, wie entscheidend
strukturelle Eigenschaften der ThDP-abhängigen Enzyme für die Aldehyd-induzierte
Inaktivierung sein können.
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